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1、PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 第一章第一章绪绪 论论大纲要求大纲要求大纲要求大纲要求1. 1. 掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围。2 2理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用。计表达式的应用。计表达式的应用。计表达式的应用。3 3了解钢结构在我国的发展趋势。了解钢结构在我国的发展趋势。了解钢结构在我国的发展趋势。了解钢结构在
2、我国的发展趋势。PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 1.1 1.1 1.1 1.1 钢结构的特点和应用范围钢结构的特点和应用范围钢结构的特点和应用范围钢结构的特点和应用范围1.1.轻质高强轻质高强轻质高强轻质高强; ;由于钢材强度高，结构需要的由于钢材强度高，结构需要的由于钢材强度高，结构需要的由于钢材强度高，结构需要的 构件截面小构件截面小构件截面小构件截面小, ,结构自重轻。结构自重轻。结构自重轻。结构自重轻。a=a=容重容重容重容重/ /强度强度强度强度, a, a越小，结构相越小，结构相越小，结构相越小，结构相 对越轻。对越轻。对越轻。对越轻。钢材：钢材
3、：钢材：钢材：a=1.7a=1.73.73.71010- -4/4/m m；木材：木材：木材：木材：a=5.4a=5.41010- -4/4/m m；钢砼：钢砼：钢砼：钢砼：a= 18a= 181010- -4/4/m m；一、钢结构的特点一、钢结构的特点PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 2.钢材的钢材的塑性塑性和和韧性韧性好；好；塑性塑性和和韧性韧性是概念上完全不同的两个物理量。是概念上完全不同的两个物理量。塑性塑性承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而塑性好，会使结构一般情况下
4、不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证；突然断裂，给人以安全保证；韧性韧性承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 3、材质均匀、各向同性，与力学计算的假材质均匀、各向同性，与力学计算的假定相吻合，计算结果精确可靠。定相吻合，计算结果精确可靠。理论计算与实际结果吻和良好。理论计算与实际结果吻和良好。4、钢结构制造简便、拆卸搬运方便，施工周钢结构制造简便、拆卸搬运方便，施工周期短。期短。易于工业化生产，效率高，质量好
5、。易于工业化生产，效率高，质量好。PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v 5 5、密闭性好，不渗漏密闭性好，不渗漏密闭性好，不渗漏密闭性好，不渗漏; ;6 6、钢材耐热性好，钢材耐热性好，钢材耐热性好，钢材耐热性好，耐火性差耐火性差耐火性差耐火性差; ;当结构表面长期受辐射热达当结构表面长期受辐射热达当结构表面长期受辐射热达当结构表面长期受辐射热达 150 150 以上或在以上或在以上或在以上或在短时间内可能受短时间内可能受到到火火焰作用焰作用时，时，须采用隔须采用隔热和热和防防短时间内可能受短时间内可能受到到火火焰作用焰作用时，时，须采用隔须采用隔热和热和防防火火措措施
6、。施。火火措措施。施。7 7、钢材耐钢材耐腐蚀腐蚀性差。性差。钢材耐钢材耐腐蚀腐蚀性差。性差。二二、钢结构的、钢结构的应用范围应用范围二二、钢结构的、钢结构的应用范围应用范围1.1.大跨大跨度结构度结构大跨大跨度结构度结构PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 网架结构拱 结 构桥梁PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀昀 天津体育场天津体育场千千 年年 穹穹 顶顶西班牙迪加航空港上海会展中心PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 2. 重重型型工工业厂房
7、业厂房PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 3. 承承受受动动力力荷载及荷载及 地震作用地震作用的结构的结构PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 帝帝 王王 大大 厦厦4.高高层建筑层建筑与高与高耸耸结构结构金金 茂茂 大大 厦厦 88 层层 420 米米PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 5.道路道路、桥梁桥梁结构结构PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建
8、v昀 昀 6.水利水利、水水工结构工结构海海上上石油平台石油平台PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 (1).(1).波纹拱壳波纹拱壳结构结构波纹拱壳波纹拱壳结构结构7. 轻轻型房屋型房屋钢结构钢结构PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 ( (2 2) ) 门式刚架门式刚架结构结构门式刚架门式刚架结构结构PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 f昀 活动车库活动车库8.可拆卸、可拆卸、移动房屋及移动房屋及 移动移动结构结构PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 9.建筑建筑小小品品PDF 文
9、件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 昀 昀 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 1.2 1.2 钢结构的设计方法钢结构的设计方法钢结构的设计方法钢结构的设计方法一、钢结构设计方法的演变一、钢结构设计方法的演变一、钢结构设计方法的演变一、钢结构设计方法的演变1.1.容许应力方法容许应力方法容许应力方法容许应力方法从从从从2020世纪初到世纪初到世纪初到世纪初到2020世纪世纪世纪世纪5O5O年代年代，钢结构，钢结构采用安采用安年代年代，钢结构，钢结构采用安采用安全系数法设全系数法设计，
10、计，即即全系数法设全系数法设计，计，即即: :)11(=kf ANN-构件截面的内力；构件截面的内力；A-构件截面构件截面几何特征几何特征； f-钢材的钢材的最大最大强度；强度；K-大大于于1的的安全系数安全系数； -钢材的容钢材的容许应许应力。力。PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 2 2. . . .概率极限状态设计方法概率极限状态设计方法概率极限状态设计方法概率极限状态设计方法(1)(1) 极限状态极限状态极限状态极限状态：当结构或当结构或其组成部分超过某一特其组成部分超过某一特定定状状当结构或当结构或其组成部分超过某一特其组成部分超过某一特定定状状 态就态就不能不
11、能满足设满足设计计规规定的定的某一功某一功能要能要求求时，时，此特此特定定态就态就不能不能满足设满足设计计规规定的定的某一功某一功能要能要求求时，时，此特此特定定 状态称状态称为为结构的结构的极限极限状态状态。状态称状态称为为结构的结构的极限极限状态状态。(2) 极限状态分为两类：极限状态分为两类：b.正常使正常使用用极限极限状态状态: 包括包括：影响正常使影响正常使用用或或外观外观的的变形变形、影响正常影响正常 使使用用的的振振动动、影响正常使影响正常使用用的或耐的或耐久久性的性的局局部部破坏破坏 等等状态状态。a.承载承载能力能力极限极限状态状态: 包括包括：强度强度破坏破坏、疲劳破坏疲劳
12、破坏、不、不适适于于继续继续承载承载 的的变形变形、失稳失稳、倾覆倾覆、变为机变为机动动体体系系等等状态状态。PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀駿3昀 (3) (3) 根据应用概率分析的程度不同，可分为三种水准：根据应用概率分析的程度不同，可分为三种水准：根据应用概率分析的程度不同，可分为三种水准：根据应用概率分析的程度不同，可分为三种水准： 半概率极限半概率极限状态设状态设计方计方法法半概率极限半概率极限状态设状态设计方计方法法; ; 近似概率极限近似概率极限状态设状态设计方计方法法近似概率极限近似概率极限状态设状态设计方计方法法; ; 全全概率概率设设计方计方法
13、法全全概率概率设设计方计方法法。 a. a. 半概率极限半概率极限状态设状态设计方计方法法半概率极限半概率极限状态设状态设计方计方法法; ; 1).1).三三系数法系数法三三系数法系数法（当时当时称称为为（当时当时称称为为计算极限状态法计算极限状态法计算极限状态法计算极限状态法） : : 19571957年年至至年年至至19731973年年我国我国钢结构钢结构设设计计采用采用半概率半概率的的年年我国我国钢结构钢结构设设计计采用采用半概率半概率的的 分分项项系数法系数法分分项项系数法系数法, ,结构结构设设计计中引入三个中引入三个分分项项系数系数，即即结构结构设设计计中引入三个中引入三个分分项项
14、系数系数，即即: : 荷载分荷载分项项系数系数荷载分荷载分项项系数系数-考虑考虑荷载荷载的不定性的不定性考虑考虑荷载荷载的不定性的不定性; ; 材材料料分分项项系数系数材材料料分分项项系数系数-考虑考虑材材料料的不均性的不均性考虑考虑材材料料的不均性的不均性; ; 工工作作条条件件系数系数工工作作条条件件系数系数-考虑考虑结构结构及及构件的工构件的工作特作特点点以以及某及某考虑考虑结构结构及及构件的工构件的工作特作特点点以以及某及某 些些假定的计算简假定的计算简图图与与实际情况实际情况不不完完全全相相符等因素符等因素些些假定的计算简假定的计算简图图与与实际情况实际情况不不完完全全相相符等因素符等因素。PDF 文件使用 “pdfFactory“ 试用版本创建 v昀 昀 www.fineprint.co
